位相変調とは？初心者でも分かる基本の基礎と身の回りの例共起語・同意語・対義語も併せて解説！

この記事を書いた人

高岡智則

年齢：33歳性別：男性職業：Webディレクター（兼ライティング・SNS運用担当）居住地：東京都杉並区・永福町の1LDKマンション出身地：神奈川県川崎市身長：176cm 体系：細身〜普通（最近ちょっとお腹が気になる）血液型：A型誕生日：1992年11月20日最終学歴：明治大学・情報コミュニケーション学部卒通勤：京王井の頭線で渋谷まで（通勤20分）家族構成：一人暮らし、実家には両親と2歳下の妹恋愛事情：独身。彼女は2年いない（本人は「忙しいだけ」と言い張る）

位相変調とは？

位相変調（いそうへんちょう）とは、情報を波の“位相”という性質を変えることで伝える変調のことです。位相とは、波の始まるタイミングのずれのこと。海の波をイメージすると、波が先に来るか後ろから来るかの差のようなものです。データを0と1などの情報として伝えたいとき、この波の位相を変えると、送られてくる信号を受信側で読み取りやすくなります。

位相変調は、振幅を変える「振幅変調（AM）」や周波数を変える「周波数変調（FM）」と並ぶ三大変調方式のひとつです。これらの違いを簡単にいうと、変える要素が位相（波の始まり方）か、振幅（波の大きさ）か、周波数（波の速さに近い|周期の変化）か、という点です。位相変調は特に「位相の違い」を読み取る受信機が必要なので、受信側の技術が進むほど安定して通信ができるメリットがあります。

代表的な位相変調の種類

位相変調には、いくつかの状態数を用意してデータを表現します。代表的なものには以下のようなものがあります。

<th>方式

説明	用途の例
BPSK	0ビットを位相0度、1ビットを180度ずらす、2状態の位相変調。ノイズには強いがデータ密度は低い	衛星通信や安定性が求められる場面
QPSK	4つの位相状態を使い、1シンボルで2ビットを表す。0、90、180、270度の4状態。	Wi-Fiやモバイル通信の一部で使われることが多い
8PSK	8つの位相状態を使い、1シンボルで3ビットを表す。	データ密度を上げたいときに使われる場合があるが、ノイズ耐性はBPSK/QPSKよりやや低い

位相の読み取りと難しさ

位相変調では、受信機が送信機の「基準となる波（キャリア）」を正しく受け取り、どの位相状態かを判定する必要があります。通信路にはノイズや歪みが混じることが多く、位相が少しずれるだけで誤って読み取られることがあります。そんなときに役立つのが「相関復調」や「コヒーレント受信」と呼ばれる技術です。これらは、正確な基準波を再現して、位相のずれを補正しながらデータを復元します。

位相変調と日常のつながり

現在のスマートフォンや家庭用の無線機器は、複数の変調方式を組み合わせて使うことで、速さと安定性の両方を実現しています。位相変調はその中核となる技術のひとつです。特に無線LAN（Wi‑Fi）やモバイル通信の内部では、位相や周波数、振幅を組み合わせた複雑な変調が使われています。私たちが普段使う動画のストリーミングやオンラインゲームも、影のようにこの位相変調の技術によって安定的にデータを運んでいます。

位相変調の活用と利点・注意点

利点としては、同じ帯域でより多くの情報を送れる点、ノイズに対して比較的頑健である点、そしてコヒーレント受信を使えば高精度な復調が可能になる点などがあります。一方で欠点は、受信機側の技術が高額になることが多い点、位相ノイズが強いと復調が難しくなる点、そして複数の位相状態を正確に管理するための同期が必要になる点です。

実践的なコツと理解の整理

位相変調を学ぶときのコツは、まず「位相とは何か」を日常の波の例えとして理解することです。次に、BPSKとQPSKの違いを、1つのシンボルで表すビット数と位相の状態数の観点から比べてみることです。最後に、実世界の用途として、Wi‑Fiや携帯通信の中でどんな場面で使われるかを具体的な規格名や例で覚えると理解が深まります。

まとめ

位相変調は、データを波の位相という“時間的な起点のずれ”で伝える方法です。BPSKのように2状態から始まり、QPSKや8PSKのように状態数を増やすことで、同じ帯域でも多くの情報を送ることができます。受信機には位相の正確な復元が求められ、ノイズや伝送路の歪みに強い設計が必要です。日常の通信技術は、こうした位相変調を含む多様な変調技術の組み合わせで成り立っています。もしこれを学習するなら、まず位相の概念を日常の波に例えて理解し、次に代表的な方式の違いを実際の用途と結びつけて整理すると良いでしょう。

位相変調の同意語

相位変調: 位相を連続的に変化させる変調の総称で、搬送波の位相を滑らかにずらして情報を伝えます。アナログ変調として使われることが多いですが、デジタル信号の一部の手法とも関係します。
位相シフトキーイング（PSK）: デジタル信号を位相の離散的な値で表現する変調方式。2値・4値など、限られた位相ステップを用いて情報を伝え、ノイズ耐性が高いのが特徴です。
位相偏移変調: 位相を一定の幅でずらして信号を変調する方法の総称。PSKの日本語表現として使われることがあり、PMの一形態として扱われることもあります。
PM（Phase Modulation）: 英語名の正式名称。位相変調を指し、連続的な位相変化を用いる方法を指すことが多い用語です。

位相変調の対義語・反対語

振幅変調（AM）: 情報を搬送波の振幅で変化させる方式。位相はほぼ一定で、位相情報を使わない代表的な対比です。
周波数変調（FM）: 情報を搬送波の周波数で変化させる方式。位相を直接変えず、別の物理量で情報を伝える例として挙げられます。
振幅鍵控（ASK）: デジタルデータを搬送波の振幅の離散的状態で表現する方式。位相より振幅を使って情報を伝える点がPMの対比になります。
周波数鍵控（FSK）: デジタルデータを周波数の離散状態で表現する方式。位相を使わず周波数だけで情報を伝えます。
位相鍵控（PSK）: デジタルデータを搬送波の位相の離散的状態で表現する方式。位相を使う点はPMと共通ですが、デジタル信号として扱う特徴があります。
QAM（Quadrature Amplitude Modulation）: 振幅と位相を同時に変化させて情報を伝える高度な変調。PMの枠を超え、同時に振幅と位相を利用します。
角変調（Angle Modulation）: 位相や周波数を角度（角変調）として変化させる総称。PMとFMを含む広い概念で、対比の理解に役立つカテゴリです。